DE3025819A1

DE3025819A1 - Cable end connector for high voltage applications - has insulated voltage measuring electrode between earth sheath and cable core

Info

Publication number: DE3025819A1
Application number: DE19803025819
Authority: DE
Inventors: Lothar Ing.(Grad.) 1000 Berlin Goehlich
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 1980-07-04
Filing date: 1980-07-04
Publication date: 1982-02-04

Abstract

The connector includes a flexible insulation sheath (1) with a screening electrode (2) at high potential and a stress grading electrode (3) at earth potential. Near the outer perimeter of the insulation is an earthed metallic sheath (4). The measuring electrode (5) is a resistor made of material with a high dielectric loss. It is placed in the axial gap between screen (2) and grading shield (3), and just inside the earth sheath (4). The electrode is connected by a wire (6) to a terminal (7) at the end of the connector. The voltage measurement is distortion free as the lead (6) occupies a screened space. Variations in electrode resistance can be compensated by calculation or by measurement against a reference electrode. A typical electrode material is a metal oxide.

Description

Stekbare Kabelgarnitur mit PrüfelektrodePlug-in cable set with test electrode

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Garnituren für Mittel- und Hochspannungskabel und ist bei der konstruktiven Ausgestaltung steck- und lösbarer Garnituren anzuwenden, wie sie beispielsweise zum Anschluß eines Kabels an einen Transformator eingesetzt werden.The invention lies in the field of trimmings for central and High-voltage cable and is pluggable and detachable in terms of its structural design Use sets, such as those used for connecting a cable to a Transformer are used.

Steck- und lösbare Kabelgarnituren für Mittel- und Hochspannungskabel müssen vor dem Lösen auf Spannungsfreiheit überprüft werden. Dies wird bei einer bekannten Kabelgarnitur dadurch gewährleistet, daß in den elastischen Isolierkörper eine metallene, mit elektrisch leitendem Gummi umkleidete Elektrode eingebettet ist. Diese Elektrode ist durch eine Bohrung des Garniturengehäuses nach außen geführt und dort mit einem Meßinstrument kontaktierbar. Die Elektrode befindet sich dabei zwischen der in den elastischen Isolierkörper eingebetteten Schirmelektrode und dem geerdeten Gehäuse, das an der einen Stirnseite des Isolierkörpers in das auf Erdpotential liegende Steuerelement in Form eines Steuerdeflektors übergeht (Prospekt "Steckgarnituren für 200-Ampere-Anschiüsse 25 kV" der Firme Elastimold).Plug-in and detachable cable fittings for medium and high voltage cables must be checked to ensure that there is no voltage before loosening. This is done with a known cable fitting ensured that in the elastic insulating body a metal electrode encased in electrically conductive rubber is. This electrode is led to the outside through a hole in the set housing and there contactable with a measuring instrument. The electrode is there between the shield electrode embedded in the elastic insulating body and the grounded housing, which is on one end of the insulator in the Control element lying at ground potential passes over in the form of a control deflector (prospectus "Plug-in fittings for 200 ampere connections 25 kV" from Elastimold).

Die bekannte Ausgestaltung der Prüfelektrode setzt einen relativ dickwandigen Isolierkörper voraus und liefert im übrigen nur kleine elektrische Meßspannungen.The known design of the test electrode implies a relatively thick-walled one Insulating body ahead and supplies only small electrical measurement voltages for the rest.

Ausgehend von der bekannten steckbaren Garnitur für Hochspannungskabel, die aus einem elastischen Isolierkörper mit geerdetem Gehäuse, einer eingebetteten Schirmelektrode und wenigstens einem an einer Stirnseite angeordneten Steuerelement besteht, wobei zwischen den Spannungsführenden Teilen und dem geerdeten Gehäuse eine nach außen herausgeführte Elektrode angeordnet ist, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Elektrode so auszugestalten, daß sie auch bei relativ schlanken Garnituren, d. h. bei Garnituren mit dünnwandigem Isolierkörper einsetzbar ist und dennoch eine verhältnismäßig große elektrische Meßspannung liefert.Based on the well-known plug-in set for high-voltage cables, which consists of an elastic insulating body with a grounded housing, an embedded one Shield electrode and at least one arranged on one end face Control exists, between the live parts and the earthed housing an outwardly led electrode is arranged, the invention is the The underlying task is to design the electrode so that it is also relatively slim Sets, d. H. can be used for sets with thin-walled insulating bodies and nevertheless supplies a relatively large electrical measurement voltage.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die Elektrode aus einem ohmschen Widerstand besteht, dessen Widerstandsmaterial einen großen dielektrischen Verlustfaktor aufweist, und daß die Anschlüsse des Widerstandes im potentialfreien Raum zwischen dem in den Isolierkörper eingebetteten Steuerelement und dem geerdeten Gehäuse angeordnet sind.To solve this problem it is provided according to the invention that the electrode consists of an ohmic resistor whose resistance material has a large dielectric loss factor, and that the terminals of the resistor in the potential-free space between the control element embedded in the insulating body and the grounded housing are arranged.

Wenn eine derartig ausgebildete Kabelgarnitur unter Spannung steht, erwärmt sich der Widerstand unter dem Einfluß des elektrischen Wechselfeldes und verändert dabei seinen Widerstandswert. Die Widerstandsänderung gegenüber dem spannungsfreien Zustand kann meßtechnisch ausgewertet werden. Da im übrigen der Widerstand flach und langgestreckt ausgestaltet werden kann, läßt er sich auch bequem in relativ schlanken Garnituren parallel zur Achse des Garniturenkörpers anordnen, und zwar vorzugsweise in unmittelbarer Nähe des geerdeten Gehäuses.If a cable fitting designed in this way is under tension, the resistor heats up under the influence of the alternating electric field and changes its resistance value. The change in resistance compared to the de-energized State can be evaluated by measurement. Since the rest of the resistance is flat and can be designed elongated, it can also be conveniently in relative arrange slender sets parallel to the axis of the set body, namely preferably in the immediate vicinity of the earthed housing.

Da weiterhin die Anschlüsse des Widerstandes im potentialfreien Raum der Garnitur angeordnet sind, wird eine elektrische Schwächung der Garnitur durch den Einbau der Prüfelektrode weitestgehend vermieden.There continue to be the connections of the resistor in the potential-free space the set are arranged, an electrical weakening of the set is caused by the installation of the test electrode largely avoided.

Der meßtechnische Zugriff zu dem Widerstand wird in aller Regel dadurch gegeben sein, daß die Zuführungsdrähte axial aus einer Stirnseite der Garnitur herausragen oder daß dort ein spezieller Kontaktörper einge- bettet ist, an den die Zuleitungsdrähte angeschlossen sind. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Zuleitungsdrähte im potentialfreien Raum der Garnitur radial durch das Gehäuse hindurch auf den äußeren Umfang zu führen und dort entsprechende Anschlußpunkte in die Oberfläche der Garnitur zu integrieren.The metrological access to the resistor is usually thereby be given that the lead wires protrude axially from one end face of the clothing or that there is a special contact body is embedded to which the lead wires are connected. But there is also the possibility the supply wires in the potential-free space of the set radially through the housing to lead through to the outer circumference and there corresponding connection points to be integrated into the surface of the set.

Dielektrisch verlustreiche Widerstandsmaterialien sind an sich bekannt. Besonders geeignet hierfür sind spezielle Materialien auf der Basis von Metalloxiden. Im übrigen kann man bei der Ausgestaltung der Prüfelektrode auch so vorgehen, daß man einen normalen ohmschen Widerstand verwendet, der mit einer Schicht aus einem dielektrisch verlustreichen Material überzogen ist. In diesem Fall erfolgt die Erwärmung des Widerstandes infolge einer Erwärmung des Uberzugs.Resistance materials with high dielectric losses are known per se. Special materials based on metal oxides are particularly suitable for this. In addition, when designing the test electrode, it is also possible to proceed in such a way that you use a normal ohmic resistor with a layer of a dielectrically lossy material is coated. In this case, the heating takes place the resistance due to heating of the coating.

Um eine größere Empfindlichkeit der meßtechnischen Auswertung zu gewährleisten, kann man in Weiterbildung der Erfindung unmittelbar neben dem dielektrisch verlustreichen Widerstand einen weiteren Widerstand anordnen, der bei Raumtemperatur den gleichen oder nahezu den gleichen Widerstandswert wie der dielektrisch verlustreiche Widerstand aufweist, dessen Widerstandsmaterial aber einen kleinen dielektrischen Verlustfaktor aufweist. Hinsichtlich der meßtechnischen Auswertung werden dann die Widerstandswerte beider Widerstände miteinander verglichen. Man kann aber auch einen zweiten, gleichartigen Widerstand im feldfreien Raum zwischen dem Steuerelement und dem Gehäuse anordnen.In order to ensure greater sensitivity of the metrological evaluation, one can, in a further development of the invention, directly next to the dielectric lossy Arrange another resistor that is the same at room temperature or almost the same resistance value as the dielectric lossy resistor has, but whose resistance material has a small dielectric loss factor having. With regard to the metrological evaluation, the resistance values are then used both resistances compared with each other. But you can also use a second, similar one Arrange the resistor in the field-free space between the control element and the housing.

Als dielektrisch verlustreiches Widerstandsmaterial wird im Rahmen der Erfindung ein Material angesehen, dessen Verlustfaktor tang@@ 0,1 ist. Als Widerstandsmaterial mit einem kleinen dielektrischen Verlustfaktor wird dagegen ein Material angesehen, dessen Verlustfaktor tang@@ 0,01 ist.As a dielectrically lossy resistance material, the frame the invention viewed a material whose loss factor is tang @@ 0.1. As a resistance material with a small dielectric loss factor against it becomes a Considered material, the loss factor of which is tang @@ 0.01.

Ein Ausführungsbeispiel der neuen Garnitur ist in der Figur dargestellt.An embodiment of the new set is shown in the figure.

Die Figur zeigt im Ausschnitt eine vorgefertigte Kabelgarnitur, in die das entsprechend zubereitete Ende eines kunststoffisolierten geschirmten Starkstromkabels eingesteckt werden kann. Die Garnitur besteht hierzu aus einem elastischen Isolierkörper 1 aus Silikonkautschuk oder aus einem Kthylen-Propylen-Copolymerisat, in den einerseits eine Schirmelektrode 2 (Hochspannungspotential) und stirnseitig ein Steuerdeflektor 3 (Erdpotential) sowie das metallische Gehäuse 4 eingebettet sind.The figure shows a cut-out of a prefabricated cable fitting, in which is the appropriately prepared end of a plastic-insulated shielded power cable can be plugged in. The set consists of an elastic insulating body 1 made of silicone rubber or a Kthylen-Propylen-Copolymerisat, in the one hand a shield electrode 2 (high voltage potential) and a control deflector at the end 3 (earth potential) and the metallic housing 4 are embedded.

Anstelle eines metallischen Gehäuses kommt im übrigen auch ein äußerer elektrisch leitender Uberzug in Betracht.Instead of a metallic housing, there is also an outer one electrically conductive coating into consideration.

Im Bereich zwischen der Schirmelektrode 2 und dem Steuerdeflektor 3 ist in unmittelbarer Nähe zum Gehäuse 4 die Prüfelektrode 5 angeordnet, bei der es sich um einken Widerstand mit einem dielektrisch verlustreichen Widerstandsmaterial handelt. Die Anschlußdrähte 6 des Widerstandes sind axial an der Stirnseite der Garnitur herausgeführt und dort mit Meßanschlüssen 7 versehen.In the area between the shield electrode 2 and the control deflector 3, the test electrode 5 is arranged in close proximity to the housing 4, in which it is a resistor with a dielectrically lossy resistor material acts. The connecting wires 6 of the resistor are axially at the end of the Set led out and provided there with measuring connections 7.

1 Figur 4 Ansprüche L e e e i t e1 Figure 4 claims L e e e i t e

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e »Pluggable set for high-voltage cables, consisting of its elastic insulating body (1) with a grounded housing (4), a embedded shield electrode (2) and at least one arranged on one end face Control element (3), being between the live parts and the earthed Housing an outwardly leading electrode (5) is arranged, d a -d u r c h e k e n n n n e i c h n e t that the electrode consists of an ohmic resistor (5) whose resistance material has a large dielectric loss factor has, and that the connections (6, 7) of the resistor in the potential-free space between the control element (3) embedded in the insulator and the earthed one Housing (4) are arranged.

2. Set according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that metal oxides are used as resistance material.

3. Set according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that immediately next to the resistor another resistor with a the same or almost the same resistance value is arranged at room temperature, whose resistance material has a small dielectric loss factor.

4. Set according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that in the field-free space between control element and housing another Resistance with the same or almost the same resistance value and the same dielectric Loss factor is arranged.